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最新成果:机器人通过观察学会简单任务

2018-05-21 14:37    it168网站原创  作者: 谢涛 编辑: 谢涛

  【IT168 资讯】目前的工业机器人,通常都是一遍遍地重复完成那些定义明确的任务。因为它们一般都缺乏真正的智能,所以人类往往需要在工作环境与这种机器人保持安全距离,以免被误伤。不过越来越多的研究人员也正在思考,如何能够让机器人在接近人类的环境中工作,甚至可以向人类学习。在某种程度上,这也正是NVIDIA在西雅图的新机器人实验室所关注的。近日,该研究团队在澳大利亚布里斯班的国际机器人与自动化会议(ICRA)上,围绕机器人通过观察人类进行学习的主题,展示了其最近的一些成果。

  NVIDIA公司的机器人研究高级主管迪特尔·福克斯(Dieter Fox)表示,该团队希望让下一代机器人能够安全地靠近人类。但要做到这一点,这些机器人首先需要能够检测人,追踪他们的活动,并了解它们如何帮助人。机器人的工作场景可能是在小规模的工业环境中,也可能是在某人的家里。

最新成果:机器人通过观察学会简单任务
▲NVIDIA公司机器人研究高级主管迪特尔·福克斯(Dieter Fox)

  虽然可以训练一种算法,让它从错误中吸取经验,通过死记硬背的方式来成功实现目的,但福克斯认为,训练机器人的决策空间太大了,不能有效地做到这一点。由斯坦·伯奇菲尔德(Stan Birchfield)和乔纳森·特雷布雷(Jonathan Tremblay)领导的NVIDIA研究团队开发了一套系统,可以通过简单地观察人类来教机器人执行新的任务。

  这个示例中的任务非常简单,只涉及几个着色的多维数据集。但这也是整个过程中非常重要的一步,让我们能够快速地教会机器人新的任务。

  研究人员首先训练了一组神经网络来检测物体,推断出它们之间的关系,然后生成一个程序来重复它所看到的人类表演的步骤。研究人员说,这个新系统允许他们通过在现实世界中的仅仅一次演示来训练他们的机器人。

  这个系统的一个很好的方面是,它生成了一种人类可读的执行步骤描述。这样一来,研究人员就更容易弄清楚出问题时发生了什么。

  NVIDIA的斯坦·伯奇菲尔德表示,该团队的目标是使机器人的训练对非专家来说更容易——而且很少有事情比演示中像堆积木这样的基本任务更容易。在该团队的展示中,一个摄像机观察场景,而人类只是走上前,捡起积木并将它们堆叠起来。然后机器人重复这个任务。听起来很简单,但对于机器人来说却是一项艰巨的任务。

最新成果:机器人通过观察学会简单任务

  为了训练核心模型,团队主要使用来自模拟环境中的合成数据。正如伯奇菲尔德和福克斯所强调的,是这些模拟使得机器人能够快速完成训练。毕竟,在现实世界中进行培训需要的时间要长得多,而且也可能更加危险。在多数情况下,也可以使用没有任何标记的训练数据。

  “我们认为使用模拟环境是一个强大的范例,可以训练机器人做以前不可能做的事情。” 伯奇菲尔德说。福克斯回应了这一观点,并指出这种对仿真的需求是NVIDIA认为其硬件和软件非常适合这种研究的原因之一。毕竟,这个训练过程有很强的视觉效果,而NVIDIA在图形硬件方面的背景无疑是有帮助的。

最新成果:机器人通过观察学会简单任务

  福克斯承认在这方面还有很多研究要做(毕竟大多数模拟都不是足够逼真的),但是现在的核心基础已经到位了。

  展望未来,该团队计划扩大机器人能够学习的任务范围。

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